DE2928725C2

DE2928725C2 -

Info

Publication number: DE2928725C2
Application number: DE19792928725
Authority: DE
Inventors: Dieter Prof. Dipl.-Phys. Dr. Baeuerle; Manfred 5100 Aachen De Peterek; Hartwig Dipl.-Chem. Dr. 5106 Roetgen De Schaper; Heiner Dipl.-Phys. Dr. 5100 Aachen De Koestlin
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1979-07-17
Publication date: 1988-05-11
Also published as: DE2928725A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrochemolumineszenzzelle, deren Elektroden im Betrieb mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sind und mit einer ionisch nichtleitenden Lösung in Berührung stehen.The invention relates to an electrochemiluminescent cell, whose electrodes are in operation with a DC voltage source are connected and with an ionically non-conductive solution to be in contact.

Lumineszenz ist eine Sammelbezeichnung für alle Leucht erscheinungen, die Stoffe nach Anregung ohne Zuhilfenahme von thermischer Energie zeigen. Entsprechend der Art der Energiezufuhr, die die Anregung bewirkt, unterscheidet man u. a. die Elektrolumineszenz, die Chemolumineszenz und die Elektrochemolumineszenz.Luminescence is a collective name for all lights appearances, the substances after suggestion without aid of thermal energy show. According to the type of A distinction is made between the energy supply that causes the excitation u. a. electroluminescence, chemiluminescence and Electrochemiluminescence.

Als Elektrolumineszenz bezeichnet man die Lumineszenz, die bestimmte Festkörper, z. B. kristalline Leuchtstoffe und pn-Systeme, beim Anlegen elektrischer Spannung infolge der Rekombination injizierter elektrischer Ladungen zeigen. Chemolumineszenz ist eine Bezeichnung für die mit chemischen Reaktionen ver bundene Lumeneszenz, d. h. die Aussendung von Licht unter halb der Glühtemperatur der beteiligten Substanzen. Mit Elektrochemolumineszenz bezeichnet man eine Reaktionsfolge, bei der in Lösungen Reaktanten elektrochemisch gebildet werden und dann miteinander unter Lichtemission reagieren.Electroluminescence is luminescence certain solids, e.g. B. crystalline phosphors and pn systems, when applying electrical voltage due to recombination show injected electric charges. Chemiluminescence is a term for those with chemical reactions bound lumenescence, d. H. the emission of light under half the annealing temperature of the substances involved. With Electrochemiluminescence is a sequence of reactions in which reactants are formed electrochemically in solutions and then react with each other with light emission.

Aus der US-PS 27 65 419 ist eine Elektrolumineszenzzelle bekannt, also eine Festkörperanordnung, in der keine Elek trolyse stattfindet. Die Elektroden dieser Zelle liegen in einer Fläche und weisen die Form von Kämmen auf, deren Zinken ineinandergreifen. Die Kammzinken bestehen aus einem opaken leitenden Material, z. B. Silberpaste, sind einige Tausendstel von 2,54 cm breit und durch einen ähnlichen Abstand voneinander getrennt. Dieses Elektrodengebilde wird durch eine darüberliegende Kunststoffschicht in Position gehalten und steht auf seiner von der Kunst stoffschicht abgewandten Seite mit einer dielektrischen Schicht in Verbindung, in die der kristalline Leuchtstoff fein verteilt eingebettet ist.From US-PS 27 65 419 is an electroluminescent cell known, so a solid-state arrangement in which no elec trolysis takes place. The electrodes of this cell are in of a surface and have the shape of combs, the Interlocking tines. The comb teeth consist of one opaque conductive material, e.g. B. silver paste, are some Thousands of 2.54 cm wide and by a similar one Distance apart. This electrode structure is covered by an overlying plastic layer Held position and stands on his of art Side facing away from the fabric layer with a dielectric Layer in connection in which the crystalline phosphor is fine is embedded distributed.

Eine derartige Elektrodenanordnung erscheint jedoch für die Elektrochemolumineszenz wegen ihrer extrem inhomogenen Feldverteilung völlig ungeeignet. Um nämlich bei der Elektrolyse einen definierten elektrochemischen Vorgang ablaufen zu lassen, muß man die Potentialverhältnisse an der Oberfläche der Arbeitselektrode sehr genau kennen und kontrollieren können. Bei einigen Anwendungen, z. B. beim Galvanisieren, können zwar örtliche Unterschiede der Arbeitspotentiale durchaus toleriert werden, da Überpoten tiale lediglich zu Wasserzersetzung u. ä. führen; in anderen Fällen, etwa beim Eloxieren, baut sich eine homo gene Potentialverteilung automatisch durch die sich bil dende Oxidhaut auf. Bei der Elektrochemolumineszenz haben jedoch unkontrollierte Potentialunterschiede katastrophale Folgen. Der gewünschte Prozeß und der zur Zerstörung des Systems führende Prozeß werden nämlich typischerweise mit Potentialen angeregt, die sich nur um 0,1 Volt unter scheiden. Daher ist es in der Elektrochemolumineszenz üb lich, nach Möglichkeit homogene Potential- bzw. Feld- Verteilungen an der Arbeitselektrode auszubilden und Potentialsprünge, etwa an den Elektrodenkanten, zu ver meiden. Es werden daher Anordnungen wie die eines Platten kondensators oder "unendlich" weit entfernter Elektroden bevorzugt. Anordnungen wie etwa zwei ineinandergreifende Kämme mit ihrer extrem inhomogenen Feldverteilung erscheinen dagegen für die Elektrochemolumineszenz völlig ungeeignet.However, such an electrode arrangement appears for the Electrochemiluminescence because of its extremely inhomogeneous Field distribution completely unsuitable. To namely at the Electrolysis a defined electrochemical process to run, you have to the potential relationships know the surface of the working electrode very well and can control. In some applications, e.g. B. at Electroplating may have local differences Labor potentials are tolerated as overpot tiale only to water decomposition u. lead. in In other cases, such as anodizing, a homo builds up gene potential distribution automatically through the bil oxide skin. Have electrochemiluminescence however uncontrolled potential differences are catastrophic Consequences. The desired process and that to destroy the Systems leading processes are typically with Potentials that are only 0.1 volts below divorce. Therefore, it is used in electrochemiluminescence Lich, if possible homogeneous potential or field Form distributions on the working electrode and Potential jumps, for example at the electrode edges, to ver avoid. There will therefore be arrangements like that of a plate capacitor or "infinitely" distant electrodes prefers. Arrangements such as two interlocking Combs appear with their extremely inhomogeneous field distribution however, completely unsuitable for electrochemiluminescence.

Elektrochemolumineszenzzellen enthalten im allgemeinen mindestens zwei Elektroden, ein inertes Lösungsmittel, einen Hilfselektrolyten und eine lumineszenzfähige Ver bindung R. Grundlage für die Elektrochemolumineszenz im sichtbaren Spektralbereich ist die Bildung von Mole külen oder Ionen in einem elektronisch angeregten Zu stand R* durch geeignete chemische Reaktionen oder Elek trodenreaktionen aus Reaktanten, etwa R⁺ oder R ^-, die elektrochemisch aus ihren Ausgangsverbindungen R herge stellt werden. Bei dem eigentlichen Lumineszenzvorgang kehrt R* unter Lichtemission in die Ausgangsform R zurück.Electrochemiluminescent cells generally contain at least two electrodes, an inert solvent, an auxiliary electrolyte and a luminescent compound R. The basis for electrochemiluminescence in the visible spectral range is the formation of molecules or ions in an electronically excited state R * by means of suitable chemical reactions or electrode reactions from reactants, such as R ⁺ or R ^- , which are produced electrochemically from their starting compounds R. In the actual luminescence process returns R * emission of light in the output form R back.

Man unterscheidet zwei Arten von Elektrochemolumineszenz zellen, nämlich solche, die mit Gleichspannung und solche, die mit Wechselspannung betrieben werden. Bei der Gleich spannungselektrolyse werden Anionen und Kationen an zwei verschiedenen Elektroden erzeugt. Da im allgemeinen zu mindest eine Ionenart relativ instabil ist, d. h. Neben reaktionen mit dem Elektrolyten oder dem Lösungsmittel eingeht oder disproportioniert, müssen Anode und Kathode sehr eng benachbart sein, um eine Rekombination in kurzer Zeit zu ermöglichen. Diese Beschränkungen werden bei der Wechselspannungselektrolyse umgangen, da Anionen und Kationen in aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten an nur einer Elektrode entstehen und in unmittelbarer Elektroden nähe miteinander reagieren können.There are two types of electrochemiluminescence cells, namely those with DC voltage and those which are operated with AC voltage. At the same Voltage electrolysis becomes anions and cations on two different electrodes. Because in general too at least one type of ion is relatively unstable, i.e. H. Besides reactions with the electrolyte or the solvent incoming or disproportionate, anode and cathode be very close to one another in a short time Allow time. These restrictions will apply to the AC electrolysis avoided as anions and Cations in consecutive periods at only an electrode and in the immediate electrodes can react with each other.

Mit Wechselstrom betriebene Elektrochemolumineszenzzellen haben gegenüber Gleichstromzellen den Nachteil, daß in folge der hohen Kapazität der ionisch leitfähigen Lösungen große Ströme durch die Zelle fließen können, ohne daß es zur Elektrolyse kommt, und daß ferner ein großer Teil der Ionen, die durch Elektrolyse erzeugt werden, bei der Um polung der Elektroden wieder entladen bzw. umgeladen wird, ohne daß eine chemische Reaktion stattgefunden hat.Electrochemiluminescent cells operated with alternating current have the disadvantage over DC cells that in follow the high capacity of the ionically conductive solutions large currents can flow through the cell without it comes to electrolysis, and also that a large part of the Ions generated by electrolysis at the Um polarity of the electrodes is discharged or reloaded, without a chemical reaction taking place.

Die erwähnten Nebenreaktionen der Radikalionen, insbe sondere mit dem Hilfselektrolyten, führen bei Gleich strom- und Wechselstromzellen allmählich zu einem Ver brauch der lumineszenzfähigen Substanzen R bzw. zum Auf treten von Produkten, die eine Desaktivierung der elek tronisch angeregten Zustände auf strahlungslosem Wege be günstigen, und erniedrigen den Wirkungsgrad (J. Electro chem. Soc. 122 (1975) 632-640). Ferner sind die in der DE-OS 23 56 940 beschriebenen Gleichstromzellen technisch nicht einfach herzustellen, da der Elektrodenabstand sehr klein (weniger als 50 µm) und auch bei großflächigen Zellen absolut konstant sein muß, wenn eine gleichmäßige Ausleuch tung erzielt werden soll. Daneben muß wenigstens eine Elek trode transparent sein und auf einem lichtdurchlässigen Träger angebracht werden.The side reactions of the radical ions mentioned, in particular with the auxiliary electrolyte, in DC and AC cells gradually lead to a consumption of the luminescent substances R or to the appearance of products which favor a deactivation of the electronically excited states in a radiation-free manner. and reduce the efficiency (J. Electro chem. Soc. 122 (1975) 632-640). Furthermore, the DC cells described in DE-OS 23 56 940 are not technically easy to manufacture, since the electrode spacing must be very small (less than 50 μm) and must be absolutely constant even with large-area cells if uniform illumination is to be achieved. In addition, at least one electrode must be transparent and attached to a translucent support.

Aus der US-PS 38 68 534 ist eine als Anzeigeelement ausge bildete Elektrochemolumineszenzzelle bekannt, deren beide Elektroden auf demselben Träger ausgebildet sind, wobei schmale isolierende Zwischenräume zwischen den beiden Elek troden bestehen. Diese bekannte Zelle wird normalerweise mit Wechsel strom betrieben, ein Betrieb mit Gleichstrom ist jedoch unter bestimmten Voraussetzungen ebenfalls möglich; die Zellenflüssigkeit enthält einen Hilfs elektrolyten. Das in der US-PS 38 68 534 beschriebene Anzeigeelement, bei dem die Gegenelektrode jeweils in den freien Flächen zwischen den als Arbeitselektrode fungieren den Anzeigesegmenten angebracht ist, hat den Nachteil, daß beim Betrieb allenfalls die Randzonen der Segmente leuch ten; eine homogene Leuchtdichte auf den Anzeigesegmenten ist nicht erzielbar.From US-PS 38 68 534 one is out as a display element formed known electrochemiluminescent cell, both of which Electrodes are formed on the same carrier, wherein narrow isolating spaces between the two elec treads exist. This well-known cell is usually switched current operated, however, operation with direct current is under certain Requirements also possible; the cell fluid contains an auxiliary electrolytes. That described in US Pat. No. 3,868,534 Display element in which the counter electrode in each free areas between act as a working electrode the display segments is attached has the disadvantage that at most the marginal zones of the segments light up ten; a homogeneous luminance on the display segments cannot be achieved.

Aus J. Electrochem. Soc. 122 (1975) 638-639 ist ferner eine mit Gleichstrom betriebene Dünnschicht-Elektrochemo lumineszenzzelle mit zwei eng benachbarten, nämlich 20 µm voneinander entfernt liegenden Elektroden bekannt. Aus der Tatsache, daß zumindest eine der Elektroden transparent ist, kann man schließen, daß die Elektroden einander gegen überliegen, wie dies auch bei der Zelle nach der DE-OS 23 56 940 der Fall ist. From J. Electrochem. Soc. 122 (1975) 638-639 is also a thin-film electrochemo operated with direct current luminescent cell with two closely adjacent ones, namely 20 µm electrodes located apart from each other are known. From the The fact that at least one of the electrodes is transparent one can conclude that the electrodes oppose each other are superior, as is also the case with the cell according to DE-OS 23 56 940 is the case.

In J. Electrochem. Soc. 122 (1975) 638-639 wird er wähnt, daß die dort beschriebene Zelle nur dann eine be friedigende Lebensdauer aufweist, wenn der Zellenflüssig keit kein Hilfselektrolyt hinzugefügt wird. Allerdings wird dadurch die Halbwerts-Lebensdauer nur von 3 Minuten (mit Hilfselektrolyt) auf 10 Minuten (ohne Hilfselektrolyt) erhöht. Es dürfte einleuchten, daß auch eine Halbwerts- Lebensdauer von 10 Minuten noch kein technisch brauchbares Ergebnis darstellt.In J. Electrochem. Soc. 122 (1975) 638-639 it becomes believes that the cell described there only be a has peaceful lifespan when the cells are fluid No auxiliary electrolyte is added. However therefore the half-life of only 3 minutes (with Auxiliary electrolyte) to 10 minutes (without auxiliary electrolyte) elevated. It should be clear that a half-value Lifespan of 10 minutes is not yet technically usable Represents result.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elektrochemolumineszenz zelle zu schaffen, die bei verbessertem Wirkungsgrad und größerer Lebensdauer gleichmäßig lichtemittierende Ober flächen aufweist, die die unterschiedlichsten geometrischen Formen und beliebige Abmessungen haben können.The object of the invention is an electrochemiluminescence to create the cell with improved efficiency and longer life evenly emitting upper has surfaces that have the most varied geometric Can have shapes and any dimensions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden einer Elektrochemolumineszenzzelle der eingangs genannten Art, also einer Zelle, die keinen Hilfselektro lyten enthält, die Form von Kämmen aufweisen, die auf der selben Fläche eines isolierenden Trägers angeordnet sind und deren Zinken derart ineinandergreifen, daß der Abstand zwischen jeweils nebeneinanderliegenden Kammzinken höchstens 100 µm beträgt. This object is achieved in that the Electrodes of an electrochemiluminescent cell at the beginning mentioned type, i.e. a cell that does not have an auxiliary electrode contains lytes, which have the shape of combs, on the same surface of an insulating support are arranged and their tines interlock so that the distance between comb tines lying side by side at most Is 100 µm.

Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß Elektro chemolumineszenzzellen mit kammförmigen Elektroden, wie sie an sich bei Elektrolumineszenzzellen bekannt sind, sehr gut funktionieren, wenn man sich von den üblichen elektro chemischen Vorschriften löst und eben nicht versucht, die Leitfähigkeit der Lösung, mit der man arbeitet, durch Zugabe eines Hilfselektrolyten, d. h. eines Leitsalzes zu erhöhen. Elektrochemolumineszenzzellen mit kammförmigen, in einer Fläche liegenden Elektroden und einer Lösung ohne Hilfs elektrolyt haben gute Wirkungsgrade und lange Lebensdauern; entsprechende elektrolythaltige Zellen werden augenblicklich zerstört. Allgemein gesehen, wurde demnach gefunden, daß nur bei gut leitfähigen Elektrochemolumineszenz- Systemen eine homogene Potentialverteilung notwendig ist, daß aber bei nur schwach leitfähigen Systemen eine in homogene Potentialverteilung dennoch möglich ist.Surprisingly, it was found that Elektro chemiluminescent cells with comb-shaped electrodes, as they do are known per se in electroluminescent cells, very good work if you look at the usual electro solves chemical regulations and just does not try that Conductivity of the solution you are working with by adding an auxiliary electrolyte, d. H. of a conductive salt to increase. Electrochemiluminescent cells with comb-shaped, in one Flat electrodes and a solution without auxiliary electrolytes have good efficiencies and long lifetimes; Corresponding electrolyte-containing cells become instantaneous destroyed. Generally speaking, it was found that only with highly conductive electrochemiluminescent Systems a homogeneous potential distribution is necessary, but that with only weakly conductive systems an in homogeneous potential distribution is still possible.

Gemäß der Erfindung sind beide Elektroden auf einem ge meinsamen Träger angebracht und nach der Art zweier inein andergreifender Kämme ausgebildet. Für den Betrieb mit Gleichspannung ist es wesentlich, daß die Kammzinken eng benachbart sind, erfindungsgemäß in einem Abstand von höchstens 100 µm.According to the invention, both electrodes are on one ge common carrier attached and like two in one engaging combs. For use with DC voltage it is essential that the comb teeth are tight are adjacent, according to the invention at a distance of at most 100 µm.

Vorteilhaft sind Abstände von 1 bis 10 µm. Bei größeren Abständen müssen zusätzlich zur Mindestspannung, das sind 2,5 bis 3 V bei den zu benutzenden Stoffen, erhebliche Überspannungen angelegt werden. Der minimale Elektroden abstand wird durch die technische Realisierbarkeit be stimmt.Distances of 1 to 10 µm are advantageous. For larger ones Distances must be in addition to the minimum voltage, that is 2.5 to 3 V for the substances to be used, considerable Surges are created. The minimal electrodes distance is due to the technical feasibility Right.

Um eine möglichst homogene Leuchtdichte zu erzielen, ist die Breite der Kammzinken nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung von der Größenordnung oder kleiner als deren Abstand. Die untere Grenze der Breite wird einerseits durch die technische Realisierbarkeit und andererseits durch die Forderung nach einer hinreichenden elektrischen Leitfähig keit der Kammzinken bestimmt. Erfahrungsgemäß soll der Widerstand eines einzelnen Zinken über seine Länge unter 10⁵ Ω betragen. Dies bedeutet beispielsweise für die trans parenten, aber im Vergleich zu Metallen doch schlechter leitenden In₂O₃-Elektroden, deren Flächenwiderstand selten unter 10 Ω liegt, bei 10 mm Zinkenlänge eine minimale Breite von 1 µm. Als vorteilhaft erwiesen sich Elektrodenstrukturen mit 10 µm Zinkenbreite und 10 µm breiten Zwischenräumen.In order to achieve as homogeneous a luminance as possible, the width of the comb teeth is of the order of magnitude or smaller than their distance according to a further embodiment of the invention. The lower limit of the width is determined on the one hand by the technical feasibility and on the other hand by the requirement for adequate electrical conductivity of the comb teeth. Experience has shown that the resistance of an individual tine should be less than 10 ⁵ Ω over its length. This means, for example, for the transparent In ₂ O ₃ electrodes, which are less conductive than metals, whose surface resistance is rarely below 10 Ω, with a tine length of 10 mm a minimum width of 1 µm. Electrode structures with 10 µm tine width and 10 µm wide gaps proved to be advantageous.

Soll die Lumineszenz von allen Seiten beobachtet werden, so ist es vorteilhaft, transparente Elektroden und Elek trodenträger zu verwenden.If the luminescence is to be observed from all sides, then it is advantageous to use transparent electrodes and elec to use tread braces.

Die Elektroden befinden sich in einem luftdicht ver schlossenen, durchsichtigen Gefäß und werden mittels elektrischer Zuführungen mit einer Spannungsquelle ver bunden. Sie tauchen in eine Lösung ein, die eine lumines zenzfähige Substanz enthält. Die Elektroden können auch ohne besondere Träger direkt auf den Innenseiten der Gefäßwände angebracht werden.The electrodes are in an airtight ver closed, transparent vessel and are by means of electrical leads with a voltage source ver bound. You are immersed in a solution that is a lumines contains viable substance. The electrodes can too without special supports directly on the inside of the Vessel walls can be attached.

Die Elektroden der erfindungsgemäßen Elektrochemolumines zenzzelle können jede geometrische Gestalt annehmen, ins besondere auch beliebig gekrümmte Flächen.The electrodes of the electrochemilumines according to the invention zenzzellen can take any geometric shape, ins special also any curved surfaces.

Als Elektrodenwerkstoffe kommen grundsätzlich alle Metalle und deren Legierungen in Frage, die elektrochemisch und chemisch unter den beschriebenen Bedingungen inert sind und die sich als dünne Schicht chemisch oder physikalisch auf einen Träger aufbringen lassen, ferner halbleitende Stoffe wie dotiertes SnO₂, TiO₂ oder In₂O₃, Si, Ge oder C. Unterschiedliche Werkstoffe für Anode und Kathode können von Vorteil sein.In principle, all metals and their alloys that are electrochemically and chemically inert under the conditions described and that can be chemically or physically applied to a carrier as a thin layer, as well as semiconducting substances such as doped SnO ₂ , TiO ₂ or In _{2, are} suitable as electrode materials O ₃ , Si, Ge or C. Different materials for anode and cathode can be advantageous.

Die Elektrodenträger können aus Glas oder transparenten Kunststoffen bestehen, sofern sie unter den Bedingungen der Elektrodenherstellung stabil sind und sich in der be nutzten Lösung weder auflösen noch quellen. Die Elektro chemolumineszenzzellengefäße werden zweckmäßigerweise durch Verkleben oder durch Verschweißen bzw. Verschmelzen der Gefäßwände hergestellt.The electrode carrier can be made of glass or transparent Plastics exist, provided they meet the conditions the electrode production are stable and in the be used solution neither dissolve nor swell. The electro Chemiluminescent cell vessels are expediently Glue or by welding or fusing the Vessel walls made.

Zur Herstellung der lumineszierenden Lösungen können grund sätzlich alle aprotischen organischen Lösungsmittel ver wendet werden, die unter den Betriebsbedingungen der Elek trochemolumineszenzzelle inert sind, z. B. chlorierte Alkane, wie Dichlormethan; mono- oder polyfunktionelle Äther, wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan oder 1,2-Dimethoxyäthan; Amide, wie N,N-Dimethylformamid; Nitrile, wie Acetonitril oder Benzonitril; Sulfoxide, wie Dimethylsulfoxid; Carbonat, wie Propylencarbonat. Diese genannten Lösungsmittel können jedes für sich, in Gemischen untereinander oder verdünnt mit aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie z. B. n-Hexan bzw. Cyclohexan bzw. Benzol, eingesetzt werden. Der Gehalt an ionischen Verunreinigungen sollte so niedrig sein, daß die spezifische Leitfähigkeit <10^-8 (Ω · cm)^-1 ist.In principle, all aprotic organic solvents can be used to produce the luminescent solutions which are inert under the operating conditions of the electrochemiluminescent cell, e.g. B. chlorinated alkanes such as dichloromethane; monofunctional or polyfunctional ethers, such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane or 1,2-dimethoxyethane; Amides such as N, N-dimethylformamide; Nitriles such as acetonitrile or benzonitrile; Sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; Carbonate, such as propylene carbonate. These solvents mentioned can each individually, in mixtures with one another or diluted with aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons, such as. B. n-hexane or cyclohexane or benzene can be used. The ionic impurity content should be so low that the specific conductivity is <10 ^-8 (Ω · cm) ^-1 .

Im Prinzip können alle fluoreszenzfähigen Substanzen ein gesetzt werden, die im benutzten Lösungsmittel hinreichend löslich und reversibler elektrochemischer Oxidation und/oder Reduktion zugänglich sind. Es ist auch möglich, mehrere Substanzen gleichzeitig zu verwenden. Die verwendbaren Substanzen werden beispielsweise aus folgenden Verbindungs klassen gewählt: Aromatische Kohlenwasserstoffe und deren Derivate, z. B. Anthracen, 9,10-Diphenylanthracen, Tetracen oder 5,6,11,12-Tetraphenyltetracen (Rubren); Heteroaromaten und deren Derivate, z. B. N-Methylphenothiazin oder Thianthren; metallorganische Komplexverbindungen, z. B. Tris-bipyridin-ruthenium(II)-dichlorid; Farbstoffe, z. B. Rhodamin 6 G.In principle, all fluorescent substances can be be set sufficiently in the solvent used soluble and reversible electrochemical oxidation and / or Reduction are accessible. It is also possible to have several Use substances simultaneously. The usable ones Substances become, for example, from the following compound Classes selected: Aromatic hydrocarbons and their Derivatives, e.g. B. anthracene, 9,10-diphenylanthracene, tetracene or 5,6,11,12-tetraphenyltetracen (Rubren); Heteroaromatics and their derivatives, e.g. B. N-methylphenothiazine or Thianthrene; organometallic complex compounds, e.g. B. Tris-bipyridine-ruthenium (II) dichloride; Dyes, e.g. B. Rhodamine 6 G.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail below. It shows

Fig. 1 ein Elektrodenpaar, Fig. 1 a pair of electrodes,

Fig. 2 ein 7-Segment-Anzeigeelement in schematischer Darstellung mit einem vergrößert herausge zeichneten einzelnen Segment und Fig. 2 is a 7-segment display element in a schematic representation with an enlarged individual segment and out

Fig. 3 eine Gleichstrom-Elektrochemolumines zenzzelle in Front- und in Seitenansicht. Fig. 3 shows a direct current electrochemiluminescent cell in front and in side view.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Elektroden mit 1 und 2 be zeichnet. Die Elektroden sind auf einem (nicht gezeichneten) Träger angebracht und nach der Art zweier ineinander greifender Kämme ausgebildet.In Figs. 1 and 2, two electrodes are labeled 1 and 2 be. The electrodes are mounted on a support (not shown) and are designed in the manner of two interdigitated combs.

Nach Fig. 2 besteht jedes einzelne Segment 3 eines Anzeige elementes aus einem Paar von ineinandergreifenden Kamm elektroden 1 und 2. Durch die feine Rasterung ergibt sich eine homogene Leuchterscheinung.According to FIG. 2, each segment 3 of a display element of a pair of interdigitated comb electrodes 1 and 2. The fine grid creates a homogeneous lighting effect.

In Fig. 3 ist der Träger mit den Elektroden mit 4 be zeichnet. Die Elektroden sind über Platindraht-Durchfüh rungen 5 an eine (nicht gezeichnete) Gleichstromquelle anschließbar und befinden sich in einem Glasgefäß 6 mit Verschluß 7.In Fig. 3, the carrier with the electrodes with 4 be distinguished. The electrodes can be connected via platinum wire feedthroughs 5 to a (not shown) direct current source and are located in a glass vessel 6 with a closure 7 .

example

Die in das Glasgefäß 6 eingefüllte Lösung besteht aus 1,2-Dimethoxyäthan als Lösungsmittel und Rubren (5,6,11,12- Tetraphenyltetracen) als lumineszierender Substanz in einer Konzentration von 0,01 Mol/l.The solution filled into the glass vessel 6 consists of 1,2-dimethoxyethane as a solvent and rubrene (5,6,11,12-tetraphenyltetracen) as a luminescent substance in a concentration of 0.01 mol / l.

Die Lumineszenz, deren Intensitätsmaximum bei etwa 560 nm liegt, setzt bei Spannungen ab etwa 2,5 V ein.The luminescence, the intensity maximum at about 560 nm is used at voltages above approximately 2.5 V.

Claims

1. electrochemiluminescent cell, the electrodes arranged on the same surface of a carrier are connected in operation to a DC voltage source and are in contact with an ionically non-conductive solution of solvent and luminescent substance, characterized in that the electrodes ( 1, 2 ) have the shape of combs , whose teeth engage in one another in such a way that the distance between adjacent comb teeth is at most 100 µm.

2. Electrochemiluminescent cell after Claim 1 characterized in that the distance between each adjacent comb teeth is 1 to 10 µm.

3. Electrochemiluminescent cell after Claim 1 or 2, characterized in that the width of the comb teeth is approximately as large as or less than their distance.

4. Electrochemiluminescent cell according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes ( 1, 2 ) and the carrier ( 4 ) are transparent.

5. Electrochemiluminescent cell according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrodes ( 1, 2 ) are attached to the inside of the wall of a cell vessel.

6. Electrochemiluminescent cell according to one of claims 1 to 5, characterized in that a pair of intermeshing comb electrodes ( 1, 2 ) forms individual display segments of a display element.